1
الفهرس
ال�صفحة المو�ضوع
/1مدخل إلى علم الروبوت التعليمي 7
/1مقدمة 9
/2ماهو الروبوت ؟ 10
/3لماذا لدينا الروبوت ؟ 10
/4مكونات الروبوت 11
/5تطبيقات الروبوت 12
/6أ�هداف الروبوت التعليمي 13
� /7أنواع الروبوت التعليمي 14
/8علاقة الروبوت التعليمي بنظام 15 STEM
/2التعريف بمكونات حقيبة 17 mBot Kit
/1التعريف بروبوت 18 mBot
/2مكونات حقيبة الروبوت 19 mBot
/3التعريف بالمتحكمة الدقيقة – mCoreوكيفية التو�صيل 21
/4التعرف على مختلف القطع الميكانيكية 23
/3شرح برنامج 25 mBlock
/1تعريف البرامج 26 mBlock
� /2شرح واجهة البرامج 29 mBlock
� /3شرح كيفية تحميل البرامج على الروبوت 34 mBot
/4شرح برنامج 41 mBlock
� /1شرح القوائم الخا�صة بالتحكم في الروبوت عن طريق نمط �سكرات�ش 42
/2تطبيقات عملية على �شا�شة العر�ض في برنامج 47 mBlock
أ� /برمجة الروبوت على الحركة في جميع الاتجاهات عن طريق لوحة
47 مفاتيح الكمبيوتر
3
ب /برمجة الروبوت على تغيير �شكله ولونه عبر �أزمنة مختلفة 49
� /3شرح الأيقونات الخا�صة بالتحكم في الروبوت عن طريق نمط أ�ردوينو 52
/5برمجة الروبوت mBotعلى الحركة 55 :
/1تعريف محركات روبوت mBotوخ�صائ�صها 56
� /2شرح أ�نواع دوران الروبوت 58
أ� /الدوران على محور ثابت 58
ب /الدوران على ن�صف دائرة 59
� /3شرح �أوامر الحركة 59
/4تطبيق عملي 61
�أ /برمجة الروبوت على الذهاب والرجوع في نف�س النقطة 61
ب /برمجة الروبوت على عمل �شكل مربع في أ�ثناء حركته 66
/6برمجة أضواء وصوت و زر المعالج 69 : mCore
� /1شرح تقنية ا أل�ضواء 70 RGB
� /2شرح كيفية برمجة أ��ضواء المعالج 71
� /3شرح كيفية برمجة �صوت المعالج 75
� /4شرح كيفية برمجة زر المعالج 76
/5تطبيق عملي :برمجة ال�روب�وت على �إ�شعال اللون ا ألبي�ض عند
الحركة و إ��شعال اللون الأحمر و�إ�صدار ال�صوت عند التوقف وذلك 78
عن طريق ال َّ�ضغط على زر المعالج للبداية
/7برمجة حساس المسافة 81
/1تعريف عام للح�سا�سات 82
/2تعريف ح�سا�س الم�سافة 83 Me Ultrasonic
/3خ�صائ�ص ح�سا�س الم�سافة 84
/4ا�ستعمالات ح�سا�س الم�سافة 85
/5كيفية برمجة ح�سا�س الم�سافة 87
4
93 /6تطبيق عملي :برمجة ال�روب�وت على تفادي الحواجز با�ستعمال
ح�سا�س الم�سافة
/8برمجة حساس تتبع الخط والحساس الضوئي 99
/1تعريف الح�سا�س ال�ضوئي 100
/2كيفية برمجة الح�سا�س ال�ضوئي 101
/3تطبيق عملي :برمجة الروبوت على الابتعاد من ال�ضوء 104
/4تعريف ح�سا�س تتبع الخط 106
� /5شرح كيفية برمجة تتبع الخط 107
/6تطبيق عملي :برمجة الروبوت على تتبع الخط وعدم الخروج منه 110
/ 9برمجة روبوت السومو 115
/1تعريف تحدي ال�سومو 116
/2اهداف تحدي ال�سومو 116
� /3أنواع روبوت ال�سومو 117
أ� /خوارزميات الروبوت الع�شوائي 117
ب /خوارزميات الروبوت المتحفظ 120
ج /خوارزرميات الروبوت الهجومي 123
د /خوارزميات ال�سومو الذكي 126
/10برمجة الروبوت عن طريق تطبيق الهاتف الذكي 129
/1خ�صائ�ص البلوتوث و كيفية ربطه بالروبوت 130
/2برمجة الروبوت عن طريق أ�زرار لوحة مفاتيح الكمبيوتر 131
� /3شرح واجهة تطبيق 134 Makeblock
� /4شرح كيفية ا�ستعمال التطبيق 140
/5تطبيق عملي :برمجة الروبوت على التنقل في جميع الاتجاهات
144 ب�سرعات ثابتة
5
6
الحلقة الأولى
مدخل إلى علم
الروبوت التعليمي
عنا�صر الدر�س :
/1مقدمة
/2ما هو الروبوت؟
/3لماذا لدينا الروبوت؟
/4مكونات الروبوت
/5تطبيقات الروبوت
/6أ�هداف الروبوت التعليمي
� /7أنواع الروبوت التعليمي
/8علاقة الروبوت التعليمي بنظام STEM
7
8
/ 1مقدمة:
إ�ن اعتناء الخبراء ب إ�نتاج روبوتات تعليمية جعل كثير ًا من الطلاب والمعلمين
ين�ساقون نحو تعلمها لت�صبح أ�داة عملية لتطبيق المبادئ الريا�ضية والفيزيائية
والهند�سية والتكنولوجية ،وبديل ًا للمناهج الجامدة البعيدة عن الواقع العملي ،كما
ت�ساعد المعلمين في تو�صيل أ�فكارهم والتعبير عنها واقعي ًا من خلال أ�دوات متطورة،
لذلك تم �إن�شاء روبوتات تعليمية على ح�سب الفئات العمرية انطلاق ًا من المرحلة
الابتدائية وحتى المرحلة الثانوية والجامعية ،ثم الدخول في عالم الروبوتات
المفتوحة الم�صدر - Source Open -التي ي�ستفيد منها الطلبة ب�شكل وا�سع في
تطبيق معارفهم وا�ستعمالها ك�أدوات تطبيقية ت�ساعد في تح�سين م�ستوى الطالب
في مناهج الفيزياء والریا�یضات التي ت�شكل تحدی ًا لعدید من دول العالم ،وتدعم
الاهتمام العالمي المتزاید بمجالات العلوم والتكنولوجیا والهند�سة والریا�یضات
( )STEMوهي اخت�صار ل ألحرف الأولى لمجالات «العلوم والتكنولوجیا والهند�سة
والریا�یضات» باللغة الانجليزية.
وت�ساعد وحدات الروبوت في تنمية قدرات الطلبة على الابتكار المتكامل ،وتحتوي
كل منها على 10درو�س تندرج تحتها عدة موا�ضيع متكاملة لتطبيق ما تم درا�سته
خلال الم�شوار الدرا�سي ،يتعرف الطالب من خلالها على مفهوم الروبوت و أ�نواعه
وتطبيقاته وكيفية تركيبه وبرمجته على �أداء بع�ض المهام كالتنقل بحركات معينة
وقيا�س الم�سافة والزمن وغيرها ،وكذلك كيفية ربط الروبوت بالعالم الخارجي عن
طريق الح�سا�سات.
9
/ 2ما هو الروبوت؟
لا يوجد تعريف وحيد معتمد ليتم ا�ستخدامه في تعريف الروبوت
• تعريف الروبوت في بع�ض القوامي�س:
• قامو�س كمبريج :آ�ل�ة ت��ؤدي المهام ب�شكل
�أوتوماتيكي ـ حيث يتم التحكم فيه عن طريق
الحا�سوب.
• قامو�س أ�ك�سفورد :آ�لة تقوم بتنفيذ �سل�سلة من
المهام المعقدة ب�شكل أ�وتوماتيكي ،يتم برمجتها
عن طريق الحا�سوب ،وعليه ن�ستطيع أ�ن نلخ�ص تعريف
الروبوت في النقاط التالية:
• الروبوت م�ص َّنع ولا يمكن �أن يكون في الطبيعة.
• الروبوت يتم التحكم به عن طريق المعالجات إ�ما
الحا�سوب أ�و المعالجات الدقيقة الم�ستقلة.
• الروبوت لديه ملتقطات « ح�سا�سات » ليتفاعل مع البيئة المحيطة به.
• الروبوت لديه القدرة على الحركة إ�ما بتحريك الذراع �أو الأطراف �أو
تحريك كل الج�سم.
/ 3لماذا لدينا روبوت؟
• هناك �أ�سباب عديدة لا�ستخدام الروبوت في الحياة اليومية لكل واحد
احتياجاته الخا�صة و يمكن طرح ال�س�ؤال بال�صيغة التالية :
ما فوائد الروبوت التي يتم تحقيقها من ا�ستخدام الروبوت في بع�ض المواقف؟
10
• ب�شكل عام تم ت�صنيع الروبوت ليخدم في ثلاثة مجالات رئي�سة :
• أ� -المهام المتكررة (المملة)
• ب -المهام الخطرة
• ج -المهام الترفيهية
/ 4مكونات الروبوت:
نقول عن �شيء ما أ�نه روبوت �إذا توافرت فيه ال�شروط ا ألربعة التالية :
الميكانيكا :ويق�صد بها هيكل الروبوت..
ا إللكترونيات :ونق�صد بها الملتقطات والعقل والمحركات..
الكهرباء :ويق�صد بها الطاقة التي ت�ستعملها المكونات ا إللكترونية والمحركات.
الحا�سوب :وهو البرنامج الذي ينفذه العقل ويتم عن طريق الخوارزميات.
ميكانيكا مكونات الروبوت
إ�لكترونيات
كهرباء
حا�سوب (برمجة)
11
/ 5تطبيقات الروبوت:
لا تكاد تخلو حياتنا اليومية من ا�ستخدامات الروبوت ،حيث �صار أ�داة لا يمكن
الا�ستغناء عنها ،و�إليك بع�ض تطبيقات الروبوت في مختلف المجالات:
الروبوت الف�ضائي الروبوت الع�سكري الروبوت الطبي
الروبوت التعليمي الروبوت ا ألمني الروبوت المائي
12
/ 6أهداف الروبوت التعليمي:
● إ�يجاد بيئة تجعل الطالب محور ًا للعملية التعليمية .
● الحث على التجارب ،حيث �إن الخط أ� جزء من التعلم واكت�شاف الذات.
● ي�ساعد الطالب على تحمل الم�س ؤ�ولية لكل الأ�شياء المتعلقة به.
● �إيجاد بيئة جذابة يبدع فيها الطلبة حيث ي�صنعون
�إنجازاتهم ب أ�نف�سهم.
● تطوير المعارف الذاتية وتطوير القدرات ا إلبداعية.
● ا�ستثمار أ�وقات الفراغ بالعلوم والتكنولوجيا.
● الم�شاركة في الفعاليات الوطنية واللقاءات الدولية
والعربية.
● تطبيق المفاهيم الريا�ضية والفيزيائية التي تعلمها
الطلاب خلال درا�ستهم.
13
/ 7أنواع الروبوت التعليمي:
يوجد هناك عدة أ�نواع من الروبوتات على ح�سب نوعيتها و أ�داء مهامها:
أ� /الروبوتات المف�صلية :
-تحتوي على عدد كبير من محركات ت�سمح بتكوينها على �شكل �إن�سان.
GP DARWIN NAO Bioloid
ب /الروبوتات الغير المف�صلية :
-تحتوي على عدد محدد من محركات ت�سمح بتكوين �أ�شكال معينة.
ARDUINO STEM mBot EV3
14
/ 8علاقة الروبوت التعليمي بنظام (: )STEM
ليكون ت�صميمك للروبوت ناجح ًا وذا موا�صفات عالية لا بد من مراعاة جانب
التخطيط الهند�سي والح�ساب الريا�ضي قبل البدء في التركيب والبرمجة،
حيث تتمثل فوائد التخطيط والح�ساب في:
-تدريب الطالب على التفكير قبل البدء في الم�شروع.
-ت�ساعد في فهم آ�لية عمل القطع الداخلة في تركيب الروبوت.
-البرمجة ب�شكل دقيق عن طريق الح�سابات الريا�ضية والهند�سية والابتعاد
عن البرمجة بطريقة ع�شوائية .
-تطبيق معارف الطالب الريا�ضية والهند�سية على الروبوت.
✽ لت�صميم وبرمجة روبوت ب�شكل �سليم وفق خطط وح�سابات �سابقة يجب
مراعات المراحل التالية:
-التخطيط وطرح الأفكار ومناق�شتها مع الطلبة
-التركيب
-الح�سابات الريا�ضية والهند�سية
-البرمج ة
-التجربة
15
16
الحلقة الثانية
التعريف بمكونات
حقيبة mBot
عنا�صر الدر�س :
/1تعريف الروبوت mBotw
/2مكونات حقيبة الروبوت mBot
/3التعريف بالمتحكمة الدقيقة - mCore -وكيفية التو�صيل
/4التعرف على مختلف القطع الميكانيكية
17
/ 1تعريف روبوت :mBot
: mBotهو روبوت تعليمي ي�ستعمل
للح�صول على الخبرة العلمية حول
البرمجة البيانية م�وج�ه لتطبيق
ن�ظ�ام STEMم�ق�دم م�ن �شركة
، Makeblockحيث تعتبر من�صة
مفتوحة لبناء الروبوت ،والتي ت�شمل
أ�ج��زاء ميكانيكية تتمثل ف�ي قطع
أ�لومنيوم قوية ،ووح�دات �إلكترونية
وحلول البرمجيات.
•يمكن �أن ت�ستخدم منتجات Makeblockلبناء عدة �أ�صناف من الروبوتات
مثل خزان الروبوت الذي يتحكم فيه عن بعد و�سيارة بثلاث عجلات ،الروبوت
الر�سام ،وحفارة الليزر وطابعة ثلاثية الأبعاد وغيرها.
•جميع منتجات �شركة . Makeblock
18
/2مكونات حقيبة الروبوت :mBot
تتكون حقيبة الروبوت mBotمن ثلات وحدات أ��سا�سية :
�أ /وحدة المعالجة أ�و التحكم: ) micro controler ( :
وه�و عبارة عن عقل ال�روب�وت ال�ذي يقوم بت�سيير المهام وحفظ البرامج
وتنفيذها وا�ستقبال ا إل�شارات الخارجية وي�سمى بـ mCore :حيث يحتوي على
عدة مكونات إ�لكترونية .
ب /وحدة المنفذات (الحركة):
وهي عبارة عن المحركات التي تمكن الروبوت من التنقل والحركة بزوايا
و�سرعات واتجاهات مختلفة ،حيث تحتوي حقيبة mBotعلى اثنين من
المحركات من نوع . DC motor
19
ج /وحدة الح�سا�سات المج�سات (: ) Sensor
هي التي تمكن الروبوت من التعرف على العالم الخارجي ،والتي تمثل الحوا�س
عند ا إلن�سان� ،إذ يحتوي روب�وت mBotعلى :ح�سا�س الم�سافة Ultrasonic
sensorوح�سا�س تتبع الخط ،با إل�ضافة �إلى �شريحة ا�ستقبال �إ�شارات البلوتوث،
وكذلك على ريموت كنترول للتحكم في الروبوت عن بعد.
�شريحة البلوتوث ح�سا�س تتبع الخط ريموت كنترول ح�سا�س الم�سافة
-كما تحتوي حقيبة mBotعلى حامل للبطارية بقيمة 6فولت ،وكذلك كابل
USBلربطه مع الكمبيوتر و أ��سلاك لتو�صيل الح�سا�سات مع المعالج .
-جميع مكونات حقيبة الروبوت : mBot
20
/3التعريف بالمتحكمة الدقيقة mCoreوكيفية التوصيل:
mCoreهي لوحة التحكم الرئي�سة �سهلة
الا�ستخدام الم�صممة خ�صي�ص ًا لروبوت
mbotعلى أ��سا�س أ�ردوينو أ�ونو (Arduino
،)UNOوت��ح��ت��وي م�خ�ت�ل�ف ال�ق�ط�ع
الإلكترونية مدمجة بداخلها.
مثل مكبر ال�صوت ،Buzzerوم�ست�شعر
ال���ض�وء RGB LEDs ،وغ�ي�ره�ا ،وال�ذي
يوفر طريقة أ��سهل لبدء تعلم الإلكترونيات من �أ�سا�سها .
مكونات و خ�صائ�ص المعالج : mCore
-مك ّبر �صوت Buzzer
2 -ليدة نوع RGB
-م�ستقبل ومر�سل نوع IR
-ح�سا�س ال�ضوء Light
-مدخل USB
-زر لل�ضغط
-مدخلين لتو�صيل المحركات
-جهاز بلوتوث ()Bluetooth
-قاطعة للتحكم في ت�شغيل الروبوت و إ�طفائه
-مدخل لتو�صيل البطارية Lipo
-مدخل لتو�صيل حامل البطاريات
4 -مداخل من نوع RJ45لتو�صيل الح�سا�سات
21
مدخل الطاقة DC نظرة علو ّية للمعالج : mCore
زر الإرجاع لل�صفر مدخل لتو�صيل بطارية LIPO
مدخل USB
زر الت�شغيل
مدخل المحركات
مدخل الح�سا�سات م�ستقبل �إ�شارات IR مدخل الح�سا�سات
ليدة أ�لوان RGB ليدة أ�لوان RGB
مكبر �صوت Buzzer زر لل�ضغط
مر�سل �إ�شارات IR ح�سا�س �ضوئي
أ�نواع الح�سا�سات التي يتعرف عليها معالج : mCore
✽ ي�ستطيع معالج mCoreالتعرف على عدة ح�سا�سات منها :
-ح�سا�س الم�سافة -ح�سا�س التحكم باليد
-ح�سا�س ال�صوت -ح�سا�س الت�سارع
-المحركات الذكي ة -ح�سا�س الغاز
-ح�سا�س الحرك ة -ح�سا�س الرطوبة
-ح�سا�س الحرارة -ح�سا�س البو�صلة
-ح�سا�س الزوايا -ح�سا�س ا�ست�شعار اللهب
22
تو�صيل الروبوت بالأجزاء ا إللكترونية:
/4الت ّعرف على مختلف القطع الميكانيكية :
غطاء لحماية المعالج
المعالج mCore
حامل البطاريات
هيكل الروبوت
براغي نحا�سية م�سامير
التثبيت
ح�سا�س الم�سافة عجلات
ح�سا�س تتبع الخط
تحته عجلة حرة حامل المحرك محرك DC
كما تحتوي حقيبة mBotعلى مفك براغي ودليل تركيب الروبوت .
23
24
الحلقة الثالث
شرح برنامج
mBlock
عنا�صر الدر�س :
/1تعريف البرامج mBlock
� /2شرح واجهة البرامج mBlock
� /3شرح كيفية تنزيل البرنامج على الروبوت mBot
25
/1تعريف برنامج ( : ) mBlock
mBlockهو برنامج ذو بيئة برمجية متقدمة مبني على �أ�سا�س برنامج Scratch
ن�سخة مفتوح الم�صدر 2.0يعتمد على البرمجية البيانية �أو ر�سومات تمثيلية
الذي يجعل من ال�سهل برمجة م�شاريع عن طريق ا ألرديونو ( )Arduinoو إ�يجاد
تطبيقات تفاعلية .
تكمن فائدة برنامج mBlockوطريقته ال�سهلة في البرمجة في �أن عادة البرامج
�أن تكتب بلغات مختلفة معقدة و�صعبة للغاية خا�صة للطلبة المبتدئين مثل لغة:
Javaو c++للتحكم في الروبوت ،بينما في برنامج mBlockتختزل كل تلك
اللغات في بولكات يتم �سحبها لتكوين برنامج .
26
كما أ�ن برنامج�mBlockصمم لبرمجةالألعاب المتحركةوالب�صريات بالإ�ضافة
إ�لى الروبوت ولوحة تحكم ا ألردوينو والم�شاريع ا إللكترونية .
مثال على برنامج : mBlock
برنامج التحكم
في ال�صور
عبر ال�شا�شة
برنامج التحكم
في روبوت
mBot
برنامج التحكم
في بوردة
Arduino
27
تعريف : Arduino
هي ب�وردة مفتوحة الم�صدر Hardware Openلتطوير كثير من الأفكار
والم�شاريع المتعلقة بالتحكم الآلي ب�صورة �سهلة وب�سيطة عن طريق ا�ستخدام
لغة برمجة مفتوحة الم�صدر ، Arduino Cويتم برمجة المتحكمة الموجودة
على لوحة التحكم با�ستخدام برنامج خا�ص ي�سمى ، IDE Arduino :حيث
يعتبر المعالج mCoreنوع خا�ص من ، Arduinoوقد ُ�ص ّمم خ�صي�ص ًا بمداخل
ومخارج محددة ب�شكل تعليمي ب�سيطة .
28
/2شرح واجهة برنامج : mBlock
عند فتح برنامج mBlockتظهر الواجهة التالية :
حفظ �أو تحديد نوع ت بحالملاايراللتوثابا�بلوصتابةترلاأ�ومج
تحميل ملفات �إ�ضافة بلوكات بلوكات لاانتقال نمط الأجهزة
الم�شروع جديدة البرمجة الم�ستخدمة
Arduino
بلوكات التحكم في الروبوت
Arduino g mBot
ال�شا�شة العر�ض منالطبقرةمالجني�ص
المتمثل
االالتلر�حئشكيا��مسشيةفةي �سمنحالطببقارلةمكاتلجنلي إ��لصى بالبلوكات
�إن�شاء م�شروع جديد
فتح م�شم�رسوبعقاًموجود
حفظ البرنامج
الحالي حيث يكون
بعلامة SB2
حفظ البرنامج
با�سم �آخر
29
•يوجد هناك نمطان للتحكم في برنامج :mBlockحيث يتم التنقل بين النمطين
عن طريق �أيقونة Editحيث تظهر ا ألوامر الخم�سة التالية :
-إ�لغاء حذف البرنامج
-تغيير حجم البلوكات
-النمط ال�سريع الذي يظهر
جميع البرنامج
-النمط العادي الذي يظهر
-جميع البرنامج
� -إظ�ه�ار ال�ب�رن�ام�ج م�ع �شا�شة
العر�ض الم�صغرة
� -إخ�ف�اء �شا�شة العر�ض إلظهار
م�ساحة البرمجة ب�شكل �أكبر
30
نمط الأردوينو الذي يظهر الر�سم البياني مع لغة .C++
أ� /نمط ا ألرديونو (: )Arduino
ت�ستعمل البولوكات الخا�صة با ألردوينو ويتم تحويل البرنامج إ�لى لغة ال�سي
الخا�صة بالأردوينو ،ولا ي�شترط للت�شغيل �أن يكون الروبوت مو�صول ًا بالروبوت،
و�إنما يكفي فقط تحميل البرنامج في ذاكرة الروبوت ،ومن ثم ت�شغيله ليتم
تنفيذ البرنامج ،ولكن لا يمكن م�شاهدة تحرك الروبوت على �شا�شة البرنامج .
31
للانتقال �إل�ى نمط ا ألردي�ون�و -
نقوم بال�ضغـط على الأيقونـة -
< > upload/code
ول�ت�ح�م�ي�ل ال��ب��رن��ام��ج على
ال��م��ع��ال��ج mCoreن�ق�وم
بال�ضغط على أ�يقونة أ�يقونة:
.Arduino to Upload
-كما يمكن تعديل البرنامج عن طريق ال�ضغط على أ�يقونة IDE Arduinoحيث
يتم فتح البرنامج ومن ثم التعديل عليه.
ب /نمط التمثيل البياني ال�سكرات�ش (: )Scratch
-حيث عن طريق هذا النمط يمكن برمجة �صورة على ال َّتحكم في �أثناء تحرك
الروبوت في الوقت نف�سه �أو �إعطاء بيانات على ال�شا�شة.
-يجب على الروبوت �أن يكون مو�صول ًا بالجهاز حيث يوجد عديد من بلوكات
ال�سكرات�ش لبرمجة الروبوت وال�شا�شة مع ًا.
32
ويمكن إ��ضافة �أي �صورة أ�و التقاطها مبا�شرة من البرنامج ،كما يمكن التعديل -
عن طريق ال�صورة ،وكذلك إ��ضافة أ��صوات وتحميلها وغيرها من الخ�صائ�ص
المتواجدة في أ�يقونة التحكم في ال�شا�شة الرئي�سة ،ويمكن عند الانتهاء من
البرمجة يتم ال�ضغط على العلم ا ألخ�ضر لت�شغيل البرنامج.
33
/ 3شرح كيفية تحميل البرامج على : mBlock
لتحميل أ�ي برنامج على الروبوت mBotيتم الإن�شاء عبر برنامج mBlockنتبع
الخطوات التالية :
/1اختيار نوع المعالج :
-قم بفتح البرنامج ،ثم ا�ضغط على �أيقونة ( ،)Boardsثم قم باختيار نوع المعالج
�أو نوع لوحة التحكم التي تريد ا�ستعمالها حيث في م�شروعنا هذا نختار روبوت
mBotالذي يحتوي على المعالج . mCore
34
مثال ا�ستخدام mBot
مثال ا�ستخدام Arduino Uno
ملاحظة :
في بع�ض ا ألحيان يتطلب بروتوكول للات�صال مع المعالج ،لذلك يجب علينا �أن
نث ِّبت هذا البروتوكول على اللوحة الأم ،وذلك بتحديد �أيقونة تحديث البرامج
الثابتة كما في ال�صورة.
35
/2تو�صيل الروبوت بالحا�سب عن طريق كيبل :USB
-نقوم بال�ضغط على أ�يقونة Connect :
-تتوفر ثلاث طرق لتو�صيل الروبوت:
أ� /عن طريق كيبل : USB
-يظهر رقم المنفذ COM
ب /عن طريق البلوتوث (:)Bluetooth
ي�ستعمل في حالة كان جهاز الحا�سب يحتوي على البلوتوث.
36
ج /عن طريق �شريحة البلوتوث : G Serial 2.4
ي�ستعمل في حالة جهاز الحا�سب لا يحتوي على البلوتوث .
ملاحظة :
في حالة ا�ستخدام � mBlockأول
م�رة قم باختيار أ�يقونةInstall :
Driver Arduinoم��ن �شريط
الأدوات ,ح�ي�ث �سيتطلب ذل�ك
تو�صيل الروبوت بالحا�سب .
في حالة كان الروبوت غير مت�صل بالبرنامج �ستظهر دائرة حمراء .
37
وفي حالة تم الات�صال بالبرنامج �ستظهر دائرة خ�ضراء.
/2تحميل البرنامج على الروبوت:
بعد الانتهاء من كتابة البرنامج نقوم بتحميل البرنامج في المعالج وهناك
حالتان هما :
أ� /في حالة نمط �سكرتا�ش يكفي فقط ال�ضغط على العلم الأخ�ضر لت�شغيل
الروبوت ب�شرط �أن يكون الروبوت مو�صول ًا بالكمبيوتر ،ولتوقيف البرنامج نقوم
بال�ضغط على الزر ا ألحمر.
38
ب /في حالة نمط أ�ردوي�ن�و نقوم بال�ضغط على أ�يقونة Arduino to Upload :
لتحميل البرنامج على المعالج ، mCoreإ�ذ يجب نزع كيبل USBبعد الانتهاء من
البرمجة ،كما في ال�صورة وت�شغيل الروبوت عن طريق زر الطاقة لتنفيذ البرنامج .
39
40
الحلقة الرابعة
شرح برنامج
mBlock
عنا�صر الدر�س :
� /1شرح القوائم الخا�صة بالتحكم في الروبوت عن طريق نمط �سكرات�ش .Scratch
/2تطبيقات عملية على �شا�شة العر�ض في برنامج . mBlock
� /3شرح ا أليقونات الخا�صة بالتحكم في الروبوت عن طريق نمط أ�رديونو . Arduino
41
/ 1شرح القوائم الخاصة بالتحكم في الروبوت عن طريق
نمط : Scratch
لا يمكن للروبوت أ�ن يتحرك من تلقاء نف�سه وبدون تدخل ب�شري ،فلذلك لابد
من عملية التحكم بوا�سطة برمجته ب�إحدى لغات البرمجة.
يعر�ض برنامج mBlockتلقائي ًا �صفحة البدايـة في كل مرة يتم فيها فتحه،
تحتوي هذه الأخيرة على قوائم برمجة الروبوت ،حيث يوجد نمطان للتحكم في
الروبوت إ�ما �أردوينو أ�و �سكرات�ش :
� /1.1أيقونة الحركة :Motion
تحتوي على بلوكات برمجة الروبوت
ع�ل�ى ال�ح�رك�ة ف�ي ��ش�ا��ش�ة ال�ع�ر��ض
الموجودة على ي�سار البرنامج وهو
خ�ا��ص بنمط �سكرات�ش ،حيث يتم
ب�رم�ج�ة ح�رك�ة ال���ص�ورة ،وك�ذل�ك
ت�دوي�ره�ا ب��زواي��ا م�ع�ي�ن�ة ،وك�ذل�ك
البرمجة على إ�زاح��ة ال�صورة على
محور � xأو yوغيرها .
42
/2.1أ�يقونة الم�شاهدة :Looks
تحتوي على بلوكات تمكن الروبوت من �إظهار كتابة �أو قيمة ح�سا�س �أو غيرها،
كما يتم برمجة ال�صورة على تغيير ا أللوان وحجم ال�صورة ودقتها وغيرها .
/3.1أ�يقونة ال�صوت : Sound
تحتوي على بلوكات تمكن الروبوت من �إ�صدار �أ�صوات متقطعة وبنغمات مختلفة
وبزمن معين ،وكذلك توقيف ال�صوت ،في �أو�ضاع مختلفة للروبوت.
43
� /4.1أيقونة الر�سم : Pen
تحتوي على بلوكات تمكن من
ال�ر��س�م على �شا�شة العر�ض
و إ�ظ��ه��ار ر��س�وم�ات مختلفة
ب أ�لوان متعددة .
� / 5.1أيقونة البيانات و عمل بلوكات :Data/Blocks
ت���س�م�ح ه��ذه ا ألي��ق��ون��ة ب� إ���ض�اف�ة م�ت�غ�ي�رات ج��دي��دة وا��س�ت�ع�م�ال�ه�ا داخ��ل
البرنامج مثل ًا �إ�ضافة متغير goبقيمة ,10وكذلك تتيح �إ�ضافة بلوك جديد
يحتوي على عدة �أوامر يتم تحديدها من طرف الم�ستخدم ,كما يمكن �إ�ضافة
قائمة أ�وامر جديدة .
44
/ 6.1أ�يقونة الأحداث : Events
تعتبر �أهم أ�يقونة للتحكم في الروبوت با�ستعمال نمط �سكرات�ش حيث تحتوي
على عدة أ�وامر للتحكم في بداية البرنامج ،ويجب أ�ن تكون في أ�ول البرنامج
وتعتبر نقطة انطلاق كل برنامج.
ويمكن التحكم في انطلاق ت�شغيل البرنامج عن طريق العلم ا ألخ�ضر وتوقيفه
عن طريق الزر الأحمر .كما يتم التحكم في انطلاقة ت�شغيل البرنامج عن
طريق ال�ضغط �أو فك ال�ضغط على أ�زرار لوحة مفاتيح الحا�سب الآلي وغيرها
من الأوامر.
� /7.1أيقونة التحكم : Control
تعتبر هذه الأيقونة مهمة جد ًا في برمجة الروبوت ،أ�نها تحتوي على �أوامر
التكرار ، Loopوكذلك أ�وامر الانتظار ، Waitإ�لى جانب الأوامر ال�شرطية /IF
Elseو�أمر انتظار المدة الزمنية و أ�مر التوقف وغيرها .
45
/ 8.1أ�يقونة الا�ست�شعار : Sensing
يتم من خلالها برمجة الروبوت على ا�ستعمال الح�سا�سات مثل :ح�سا�س اللم�س
وح�سا�س الم�سافة على التحكم في ت�شغيل الروبوت.
� / 9.1أيقونة العمليات الح�سابية والمنطقية : Operators
تعتبر هذه ا أليقونة مهمة جد ًا في عمليات برمجة الروبوت ،ألن لها علاقة
بجميع ا أليقونات ال�سابقة التي ت�ستعمل في برمجة الروبوت حيث تحتوي على
العمليات الريا�ضية من جمع و�ضرب وق�سمة وطرح ،وكذلك العمليات المنطقة
مثل not/Or/ andوغيرها التي ن�ستعملها في ا ألوامر ال�شرطية وغيرها.
46
/2تطبيقات عملية على شاشة العرض في برنامج
: mBlock
أ� /برمجة الروبوت على الحركة في جميع الاتجاهات عن طريق لوحة
مفاتيح الكمبيوتر:
في مثالنا هذا �سوف نقوم ببرمجة روب�وت mBotعلى التحرك في �شا�شة
العر�ض في جميع الاتجاهات ،وذلك عن طريق نمط �سكرات�ش ،حيث ن�ستعمل
أ��سهم لوحة مفاتيح الكمبيوتر على التحكم في جميع الاتجاهات .
-خطوات البرمجة :
/1نقوم بتحميل �صوت روبوت mBotفي �شا�شة العر�ض.
�إ�ضافة �صورة
/2نقوم ب�سحب بلوك إ�عطاء �أمر البداية الذي ي�شغل البرنامج من قائمة Events
ون�سند إ�ليه �أمر ت�صغير ال�شا�شة عن طريق بلوك Looksونختار القيمة . % 50
47
/3نقوم ب�سحب 6بلوكات �أمر التحكم عن طريق أ�زرار لوحة مفاتيح الكمبيوتر -
نختار �أزرار ( فوق -تحت -يمين � -شمال -تدوير يمين -تدوير �شمال ).
-تكون ف�ي الحالة الابتدائية مو�ضوعة على زر
التباعد ، Spaceكما تظهر جميع �أزرار لوحة
المفاتيح من �أرقام وحروف.
كما يوجد نوعان �إما :
-البرمجة على رفع ال�ضغط على الزر
-البرمجة على ال�ضغط على الزر
/4ن�سند �إليها أ�وامر تحريك الروبوت بقيمة 10خطوات في كل تدوير بزاوية 15
درجة في الاتجاهين� ،ضغطة على الزر المبرمج عن طريق بلوك . Motion
48
/5بعد الانتهاء من البرنامج ،نقوم بال�ضغط على العلم
الأخ�ضر ون�ضغط على الأزرار للتحكم في الروبوت.
البرنامج النهائي :
ب /برمجة الروبوت على تغيير �شكله و لونه عبر �أزمنة مختلفة :
في مثالنا هذا �سوف نقوم ببرمجة روبوت mbotعلى تغيير لونه و�شكله عبر
أ�زمنة مختلفة وذلك عبر �شا�شة العر�ض ،وذلك عن طريق نمط �سكرات�ش،
حيث ن�ستعمل �أ�سهم لوحة مفاتيح الكمبيوتر على التحكم في مختلف التغيرات .
خطوات البرمجة :
/1نقوم ب�سحب بلوك �أمر التحكم
م��ن �أي �ق �ون �ة Eventsعن
طريق أ�زرار لوحة مفاتيح
الكمبيوتر – نختار أ�زرار
( . )g-f-e-d-c-b-a
49
/2نقوم ب�سحب بلوك �أمر التكرار Loopمن �أيقونة التحكم ، Controlحيث نختار
التكرار المرتبط بعدد معين حيث اخترنا التكرار 10مرات.
/3نقوم باختيار أ�مر التغيير من �أيقونة .Looks
تغيير كروي قيمة التغيير
تغيير في البك�سل تغيير اللون
تغيير في الو�ضوح تغيير دائري
تغيير ف�سيف�سائي
تغيير في ال�سطوع
/4نقوم باختيار �أمر الانتظار waitمن أ�يقونة Controlمعدل ثانيتين لإعطاء الوقت
اللازم لر�ؤية التغيرات .
50